DSpace Repository

Item

Розроблення та аналіз програмного забезпечення для реалізації методу мінімізації булових функцій на мові С/С++

(Національний університет "Львівська політехніка", 2024) Лалак, Адріян Михайлович; Lalak, Adriian Mykhailovych; Мінзюк, Вадим Володимирович; Національний університет "Львівська політехніка"

Item

Томографічне визначення параметрів матеріалу за граничними вимірюваннями квазістатичних полів

(Національний університет "Львівська політехніка", 2024) Варчак, Олександр Юрійович; Varchak, Oleksandr Yuriiovych; Синявський, Андрій Тадейович; Національний університет "Львівська політехніка"

Робота присвячена дослідженню методів математичного моделювання для електроімпедансної томографії (ЕІТ) — сучасної неінвазивної технології, що дозволяє визначати просторовий розподіл електричних параметрів матеріалу (зокрема, електропровідності) за граничними вимірюваннями квазістатичних полів. Такий підхід знаходить широке застосування в галузях медицини, промислової діагностики, енергетики, біоінженерії та систем неруйнівного контролю. Об’єктом дослідження є неоднорідні електропровідні середовища, а предметом — математичні моделі та чисельні методи розв’язання прямих і обернених граничних задач. Основна мета роботи полягає у побудові ефективної дискретної моделі для задач ЕІТ, яка дозволяє з високою точністю відновлювати електропровідність середовища на основі експериментальних або модельних даних. У перших розділах роботи проведено огляд теоретичних засад електроімпедансної та ємнісної томографії, досліджено фізичні принципи, що лежать в основі методів, і проаналізовано особливості формулювання обернених задач. Побудовано дискретну модель провідного середовища у вигляді резистивної мережі, яка дозволяє здійснити чисельну апроксимацію неперервного розподілу електричних параметрів. Особливу увагу приділено математичному обґрунтуванню задач: доведено коректність постановки, розглянуто граничні умови Діріхле та Неймана, встановлено умови однозначності та стабільності розв’язків. Наведено методи побудови матриці вимірювань і реалізації алгоритмів реконструкції для різних топологій мереж (квадратна, кругова, пірамідальна, прямокутна). У третьому розділі детально розглянуто методику дискретного моделювання оберненої задачі, включаючи формулювання задачі провідності, реалізацію алгоритмів реконструкції, оцінку впливу параметрів середовища, топології електродів і рівня шуму на результати візуалізації. Розроблено програмне забезпечення, яке дозволяє моделювати досліджуване середовище, задавати конфігурацію електродів, розв’язувати як пряму, так і обернену задачу, а також виводити результати у числовій та графічній формі (у вигляді кольорових карт розподілу провідності). Програму протестовано на низці модельних прикладів, що продемонструвало її точність і стійкість. Четвертий розділ присвячено економічному обґрунтуванню запропонованого підходу. Проведено оцінку витрат на виконання науково-дослідної роботи, розраховано економічну ефективність, прогнозований прибуток і доцільність впровадження в реальні системи технічної діагностики. Результати дослідження можуть бути застосовані в медичних діагностичних системах, системах неруйнівного контролю матеріалів, у навчальному процесі з дисциплін математичного моделювання, електромагнетизму та чисельних методів. Робота має як теоретичну, так і практичну значущість. Об’єкт дослідження – неоднорідні провідні середовища. Предмет дослідження – математичні моделі та чисельні методи розв’язання обернених задач електроімпедансної томографії. Мета роботи – розробка та реалізація дискретної моделі реконструкції електропровідності за граничними вимірюваннями.

Item

Моделювання та оптимізація підсилювачів в середовищі MATLAB

(Національний університет "Львівська політехніка", 2024) Пуста, Олег Вікторович; Pusta, Oleh Viktorovych; Бачик, Дарія Романівна; Національний університет "Львівська політехніка"

Магістерська робота присвячена моделюванню, зокрема, дослідженню енергетичних характеристик та оптимізації параметричних підсилювачів у програмному середовищі MATLAB. Підсилювачі, а саме параметричні підсилювачі на відміну від звичайних підсилювачів, параметричні підсилювачі працюють без прямої передачі енергії від вхідного сигналу до виходу. Підсилення в таких пристроях досягається за рахунок періодичної зміни одного або кількох параметрів схеми, наприклад, ємності або індуктивності. Ці зміни можуть мати плавний або стрибкоподібний характер, і саме керуючий сигнал визначає кількість енергії, яка переходить до підсилюваного сигналу. Розділ 1 висвітлює теоретичні основи підсилювачів, надає класифікацію за ключовими параметрами — типом підсилюваного сигналу, способом збудження, класами роботи, типами активних елементів та частотним діапазоном. Розглядаються базові електричні характеристики: коефіцієнт підсилення, частотна характеристика, рівень шуму, стійкість, вхідний та вихідний опір, а також ККД. Особливу увагу приділено параметричним підсилювачам, що використовують часозмінні елементи, які дозволяють реалізувати додаткові ступені свободи в процесі підсилення сигналу [1]. У другому розділі описано процес створення моделей у MATLAB із застосуванням інструментів: Simulink, Simscape, Simscape Electrical, RF Blockset, Symbolic Math Toolbox, а також системи UDF MAOPCs. Це дало змогу змоделювати підсилювачі з часозмінними параметрами, реалізувати символьний аналіз передавальних функцій, дослідити амплітудно-частотні характеристики та побудувати карти стійкості. Особливої уваги надано частотному символьному методу аналізу, який дозволяє проводити математичні розрахунки з високою точністю [2]. У розділі 3 розглянуто постановку задачі оптимізації, зокрема визначення функції мети, яка враховує критерії стійкості та ефективності. Для пошуку оптимальних значень параметрів використано два підходи: fmincon та patternsearch, які реалізуються за допомогою Optimization Toolbox та Global Optimization Toolbox в MATLAB. Метод patternsearch продемонстрував вищу стійкість до локальних мінімумів та кращу збіжність у складних областях пошуку [3][4]. Під час комп’ютерного експерименту побудовано моделі підсилювачів різних типів (операційні, транзисторні, диференціальні, каскадні) з можливістю врахування ефектів насичення, температурної нестабільності та фазових спотворень. Проведено аналіз результатів до та після оптимізації, що дозволило оцінити ефективність модифікацій і зробити висновки про доцільність використання параметричних моделей у практичному проєктуванні. У рамках економічного розділу роботи здійснено аналіз витрат на виконання науково-дослідної роботи. Порівняно витрати при моделюванні у MATLAB з витратами на виготовлення фізичних макетів. Результати довели, що використання MATLAB є економічно доцільним, забезпечує суттєве скорочення часу розробки та дозволяє знизити загальні витрати, зберігаючи при цьому високу точність результатів. Об’єкт дослідження. Підсилювач, зокрема параметричний підсилювач(LPTV підсилювач). Предмет дослідження. Моделювання та оптимізація підсилювачів у середовищі MATLAB. Сфера досліджень — математичне моделювання, оптимізація та схемотехнічне проєктування електронних пристроїв в середовищі MATLAB/Simulink. Мета роботи: Моделювання та аналіз підсилювачів в середовищі MATLAB, оптимізація параметричних підсилювачів з використанням наявних методів та інструментів середовища MATLAB.

Item

Розроблення програмного забезпечення для стеганографічного приховання інформації в зображеннях із застосуванням криптографічної бібліотеки Cryptography

(Національний університет "Львівська політехніка", 2024) Балян, Роман Іванович; Balian, Roman Ivanovych; Маньковський, Спартак Вікторович; Національний університет "Львівська політехніка"

Безпека та конфіденційність інформації завжди відігравали значну роль в житті будь-якого суспільства, а особливо в сучасних умовах стрімкого розвитку інформаційних технологій. Законодавства більшості країн приділяють особливу увагу питанням конфіденційності листування та захисту персональних даних. У цьому контексті, методи прихованої передачі інформації, серед яких присутня і стеганографія, набувають актуальності. Стеганографія, на відміну від криптографії, приховує не зміст повідомлення, а сам факт його обміну, що робить цю технологію цінним інструментом у ситуаціях, коли приховування факту передачі інформації є критично важливим. Одним з найпопулярніших середовищ для стеганографічного приховання інформації є цифрові файли, які несуть інформацію про аналогові процеси природи, такі як звуки, зображення тощо. Це зумовлено частою наявністю надлишкової інформації, отриманої внаслідок процесів дискретизації, кодування тощо. Темою даної магістерської кваліфікаційної роботи є розроблення стеганографічного програмного забезпечення для приховування інформації в зображеннях з використанням криптографічної бібліотеки Cryptography. У першому розділі наведено опис використовуваних криптографічних алгоритмів, зокрема AES (Advanced Encryption Standard) та їх взаємної роботи з стеганографічним методом, що базується на зміні найменш значущого біта (LSB) кожного пікселя зображення-контейнера для приховання корисної інформації. Розглянуто принцип дії методу LSB, його переваги та недоліки, а також обґрунтовано вибір алгоритму AES для попереднього шифрування даних з метою підвищення надійності приховування перед вбудовуванням у зображення. Другий розділ присвячено вибору та обґрунтуванню інструментів для реалізації стеганографічного програмного забезпечення. Особливу увагу приділено огляду можливостей криптографічної бібліотеки «Cryptography» з наведенням прикладів використання обраних функцій. Також розглянуто особливості графічних файлів та їх форматів, в якості контейнерів для приховання інформації. В кінці розділу, представлено функціональну схему розробленого програмного забезпечення, яка ілюструє логіку роботи алгоритмів вбудовування та екстракції повідомлення. Третій розділ роботи висвітлює програмну реалізацію розробленого стеганографічного програмного забезпечення, та представлення результатів експериментальних досліджень. У розділі наведено блок-схему програми верхнього рівня, що відповідає зальній логіці роботи програми. Описано використання бібліотеки «PyQt» для створення графічного інтерфейсу користувача, для полегшення взаємодії з програмою. Детально розглянуто програмну реалізацію ключових функцій на мові Python. Окрему увагу приділено експериментальним результатам, отриманим в ході тестування розробленого програмного забезпечення, а також обговорено перспективи подальшого розвитку та можливі шляхи вдосконалення програми. В останньому, четвертому розділі, проведено економічний аналіз роботи. Зокрема, здійснено розрахунок витрат на виконання науково-дослідної та дослідно-конструкторської роботи (НДДКР), з врахуванням актуальних витрат на оплату праці та необхідних ресурсів. Також в розділі представлено розрахунок договірної ціни та потенційного прибутку від впровадження розробленого програмного забезпечення. Окрім цього, здійснена оцінка наукової та науково- технічної результативності проведеної НДДКР. В результаті виконання магістерської кваліфікаційної роботи було розроблено програмне забезпечення для стеганографічного приховання інформації в зображеннях із застосуванням криптографічної бібліотеки «Cryptography». Розроблений програмний продукт поєднує стеганографічний метод LSB з криптографічним алгоритмом шифрування AES, що дало змогу підвищити надійність та безпеку прихованих даних. Проведені експериментальні дослідження підтвердили працездатність та ефективність розробленого програмного забезпечення. Також було проведено економічний аналіз, який показав потенційну економічну доцільність розробки. Об’єкт дослідження ? стеганографія. Предмет дослідження ? програмне забезпечення для приховування даних в зображенні із застосуванням Python бібліотеки Cryptography. Сфера дослідження ? розробка та аналіз стеганографічних методів приховання інформації в цифрових зображеннях із застосуванням криптографічних алгоритмів для посилення конфіденційності. Мета роботи ? розроблення програмного забезпечення для стеганографічного приховання інформації в зображеннях із застосуванням криптографічної бібліотеки Cryptographyзображення, криптографія, бібліотека Cryptography, AES, LSB, програмне забезпечення.

Item

Томографічне визначення параметрів матеріалу за граничними вимірюваннями квазістатичних полів

(Національний університет "Львівська політехніка", 2024) Варчак, Олександр Юрійович; Varchak, Oleksandr Yuriiovych; Синявський, Андрій Тадейович; Національний університет "Львівська політехніка"

Робота присвячена дослідженню методів математичного моделювання для електроімпедансної томографії (ЕІТ) — сучасної неінвазивної технології, що дозволяє визначати просторовий розподіл електричних параметрів матеріалу (зокрема, електропровідності) за граничними вимірюваннями квазістатичних полів. Такий підхід знаходить широке застосування в галузях медицини, промислової діагностики, енергетики, біоінженерії та систем неруйнівного контролю. Об’єктом дослідження є неоднорідні електропровідні середовища, а предметом — математичні моделі та чисельні методи розв’язання прямих і обернених граничних задач. Основна мета роботи полягає у побудові ефективної дискретної моделі для задач ЕІТ, яка дозволяє з високою точністю відновлювати електропровідність середовища на основі експериментальних або модельних даних. У перших розділах роботи проведено огляд теоретичних засад електроімпедансної та ємнісної томографії, досліджено фізичні принципи, що лежать в основі методів, і проаналізовано особливості формулювання обернених задач. Побудовано дискретну модель провідного середовища у вигляді резистивної мережі, яка дозволяє здійснити чисельну апроксимацію неперервного розподілу електричних параметрів. Особливу увагу приділено математичному обґрунтуванню задач: доведено коректність постановки, розглянуто граничні умови Діріхле та Неймана, встановлено умови однозначності та стабільності розв’язків. Наведено методи побудови матриці вимірювань і реалізації алгоритмів реконструкції для різних топологій мереж (квадратна, кругова, пірамідальна, прямокутна). У третьому розділі детально розглянуто методику дискретного моделювання оберненої задачі, включаючи формулювання задачі провідності, реалізацію алгоритмів реконструкції, оцінку впливу параметрів середовища, топології електродів і рівня шуму на результати візуалізації. Розроблено програмне забезпечення, яке дозволяє моделювати досліджуване середовище, задавати конфігурацію електродів, розв’язувати як пряму, так і обернену задачу, а також виводити результати у числовій та графічній формі (у вигляді кольорових карт розподілу провідності). Програму протестовано на низці модельних прикладів, що продемонструвало її точність і стійкість. Четвертий розділ присвячено економічному обґрунтуванню запропонованого підходу. Проведено оцінку витрат на виконання науково-дослідної роботи, розраховано економічну ефективність, прогнозований прибуток і доцільність впровадження в реальні системи технічної діагностики. Результати дослідження можуть бути застосовані в медичних діагностичних системах, системах неруйнівного контролю матеріалів, у навчальному процесі з дисциплін математичного моделювання, електромагнетизму та чисельних методів. Робота має як теоретичну, так і практичну значущість. Об’єкт дослідження – неоднорідні провідні середовища. Предмет дослідження – математичні моделі та чисельні методи розв’язання обернених задач електроімпедансної томографії. Мета роботи – розробка та реалізація дискретної моделі реконструкції електропровідності за граничними вимірюваннями.

Електронний архів

Communities in DSpace

Recent Submissions